FX2系列PLC構成電梯控制系統(tǒng)特性分析

　　3.3減速制動曲線的產生

　　為保證制動過程的完成，需在主程序中進行制動條件判斷和減速點確定。在減速點確定之前，電梯一直處于加速或穩(wěn)速運行過程中。加速過程由固定周期中斷完成，加速到對應模式的 大值之后，加速程序運行條件不再滿足，每次中斷后，不再執(zhí)行加速程序，直接從中斷返回。電梯以對應模式的 大值運行，在該模式減速點到后，產生高速計數(shù)中斷，執(zhí)行減速服務程序。在該中斷服務程序中修改計數(shù)器設定值的條件，保證下次中斷執(zhí)行。

　　在PLC的內部寄存器中，減速曲線表的數(shù)值由大到小排列，每次中斷都執(zhí)行一次“表指針加1”操作，則下一次中斷的查表值將小于本次中斷的查表值。門區(qū)和平層區(qū)的判斷均由外部信號給出，以保證減速過程的可靠性。

4.電梯控制系統(tǒng)

　　4.1電梯控制系統(tǒng)特性

　　在電梯運行曲線中的啟動段是關系到電梯運行舒適感指標的主要環(huán)節(jié)，而舒適感又與加速度直接相關，根據控制理論，要使某個量按預定規(guī)律變化必須對其進行直接控制，對于電梯控制系統(tǒng)來說，要使加速度按理想曲線變化就必須采用加速度反饋，根據電動機的力矩方程式：M—MZ=ΔM=J（dn/dt），可見加速度的變化率反映了系統(tǒng)動態(tài)轉距的變化，控制加速度就控制系統(tǒng)的動態(tài)轉距ΔM=M—MZ。故在此段采用加速度的時間控制原則，當啟動上升段速度達到穩(wěn)態(tài)值的90%時，將系統(tǒng)由加速度控制切換到速度控制，因為在穩(wěn)速段，速度為恒值控制波動較小，加速度變化不大，且采用速度閉環(huán)控制可以使穩(wěn)態(tài)速度保持一定的精度，為制動段的精確平層創(chuàng)造條件。在系統(tǒng)的速度上升段和穩(wěn)速段雖都采用PI調節(jié)器控制，但兩段的PI參數(shù)是不同的，以提高系統(tǒng)的動態(tài)響應指標。

　　在系統(tǒng)的制動段，即要對減速度進行必要的控制，以保證舒適感，又要嚴格地按電梯運行的速度和距離的關系來控制，以保證平層的精度。在系統(tǒng)的轉速降至120r/min之前，為了使兩者得到兼顧，采取以加速度對時間控制為主，同時根據在每一制動距離上實際轉速與理論轉速的偏差來修正加速度給定曲線的方法。例如在距離平層點的某一距離L處，速度應降為 Vm/s，而實際轉速高為V′m/s，則說明所加的制動轉距不夠，因此計算出此處的給定減速度值-ag后，使其再加上一個負偏差ε，即使此處的減速度給定值修正為-（ag+ε）使給定減速度與實際速度負偏差加大，從而加大了制動轉距，使速度很快降到標準值，當電動機的轉速降到120r/min 以后，此時轎廂距平層只有十幾厘米，電梯的運行速度很低，為防止未到平層區(qū)就停車的現(xiàn)象出現(xiàn)，以使電梯能較快地進入平層區(qū)，在此段采用比例調節(jié)，并采用時間優(yōu)化控制，以保證電梯準確及時地進入平層區(qū)，以達到準確可靠平層。

　　4.2電梯控制構成

　　由于電梯的運行是根據樓層和轎廂的呼叫信號、行程信號進行控制，而樓層和轎廂的呼叫是隨機的，因此，系統(tǒng)控制采用隨機邏輯控制。即在以順序邏輯控制實現(xiàn)電梯的基本控制要求的基礎上，根據隨機的輸入信號，以及電梯的相應狀態(tài)適時的控制電梯的運行。另外，轎廂的位置是由脈沖編碼器的脈沖數(shù)確定，并送PLC的計數(shù)器來進行控制。同時，每層樓設置一個接近開關用于檢測系統(tǒng)的樓層信號。

　　為便于觀察，對電梯的運行方向以及電梯所在的樓層進行顯示，采用LED和發(fā)光管顯示，而對樓層和轎廂的呼叫信號以指示燈顯示（開關上帶有指示燈）。

　　為了提高電梯的運行效率和平層的精度，系統(tǒng)要求PLC能對轎廂的加、減速以及制動進行有效的控制。根據轎廂的實際位置以及交流調速系統(tǒng)的控制算法來實現(xiàn)。為了電梯的運行安全，系統(tǒng)應設置可靠的故障保護和相應的顯示。采用PLC實現(xiàn)的電梯控制系統(tǒng)由以下幾個主要部分構成。

　　4.2.1PLC控制電路：PLC接收來自操縱盤和每層呼梯的召喚信號、轎廂和門系統(tǒng)的功能信號以及井道和變頻器的狀態(tài)信號，經程序判斷與運算實現(xiàn)電梯的集選控制。PLC在輸出顯示和監(jiān)控信號的同時，向變頻器發(fā)出運行方向、啟動、加/減速運行和制動停梯等信號。

　　4.2.2電流、速度雙閉環(huán)電路：變頻器本身設有電流檢測裝置，由此構成電流閉環(huán)；通過和電機同軸聯(lián)接的旋轉編碼器，產生a、b兩相脈沖進入變頻器，在確認方向的同時，利用脈沖計數(shù)構成速度閉環(huán)。

　　4.2.3位移控制電路：電梯作為一種載人工具，在位勢負載狀態(tài)下，除要求安全可靠外，還要求運行平穩(wěn)，乘坐舒適，停靠準確。采用變頻調速雙環(huán)控制可基本滿足要求，利用現(xiàn)有旋轉編碼器構成速度環(huán)的同時，通過變頻器的PG卡輸出與電機速度及電梯位移成比例的脈沖數(shù)，將其引入PLC的高速計數(shù)輸入端口，通過累計脈沖數(shù)，經式（1）計算出脈沖當量，由此確定電梯位置。電梯位移

　　h=SI

　　式中I—累計脈沖數(shù)； S—脈沖當量；

　　S = plD / （pr） （1）

　　l—減速比； D—牽引輪直徑； P—旋轉編碼器每轉對應的脈沖數(shù)； r—PG卡分頻比。

　　4.2.4端站保護：當電梯定向上行時，上行方向繼電器、快車輔助接觸器、快車運行接觸器、門鎖繼電器、上行接觸器均得電吸合，抱閘打開，電梯上行。當轎廂碰到上強迫換速開關時，PLC內部鎖存繼電器得電吸合，定時器Tim10、Tim11開始定時，其定時的時間長短可視端站層距和梯速設定。上強迫換速開關動作后，電梯由快車運行轉為慢車運行，正常情況下，上行平層時電梯應停車。如果轎廂未停而繼續(xù)上行，當Tim10設定值減到零時，其常閉點斷開，慢車接觸器和上行接觸器失電，電梯停止運行。在驕廂碰到上強迫換速開關后，由于某些原因電梯未能轉為慢車運行，及快車運行接觸器未能釋放，當Tim11 設定值減到零時，其常閉點斷開，快車運行接觸器和上行接觸器均失電，電梯停止運行。因此，不管是慢車運行還是快車運行，只要上強迫換速開關發(fā)出信號，不論端站其他保護開關是否動作，借助Tim10和Tim11均能使電梯停止運行，從而使電梯端站保護更加可靠。

　　當電梯需要下行，只要有了選梯指令，下行方向繼電器得電其常開點閉合，鎖存繼電器被復位，Tim10和Tim11均失電，其常閉點閉合為電梯正常下行做好了準備。下端站的保護原理與上端站保護類似不再重復。

　　4.2.5樓層計數(shù)：樓層計數(shù)采用相對計數(shù)方式。運行前通過自學習方式，測出相應樓層高度脈沖數(shù)，對應17層電梯分別存入16個內存單元DM06～DM21。樓層計數(shù)器（CNT46）為一雙向計數(shù)器，當?shù)竭_各層的樓層計數(shù)點時，根據運行方向進行加1或減1計數(shù)。

　　運行中，高速計數(shù)器累計值實時與樓層計數(shù)點對應的脈沖數(shù)進行比較，相等時發(fā)出樓層計數(shù)信號，上行加1，下行減1。為防止計數(shù)器在計數(shù)脈沖高電平期間重復計數(shù)，采用樓層計數(shù)信號上沿觸發(fā)樓層計數(shù)器。

　　4.2.6快速換速：當高速計數(shù)器值與快速換速點對應的脈沖數(shù)相等時，若電梯處于快速運行且本層有選層信號，發(fā)快速換速信號。若電梯中速運行或雖快速運行但本層無選層信號，則不發(fā)換速信號。

　　4.2.7門區(qū)信號：當高速計數(shù)器CNT47數(shù)值在門區(qū)所對應脈沖數(shù)范圍內時，發(fā)門區(qū)信號。

　　4.2.8脈沖信號故障檢測：脈沖信號的準確采集和傳輸在系統(tǒng)中顯得尤為重要，為檢測旋轉編碼器和脈沖傳輸電路故障，設計了有無脈沖信號和錯漏脈沖檢測電路，通過實時檢測確保系統(tǒng)正常運行。為消除脈沖計數(shù)累計誤差，在基站設置復位開關，接入PLC高速計數(shù)器CNT47的復位端。